【研究分野】社会システム工学・安全システム

【研究領域課題番号】16K01307 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

認知制御 / 睡眠障害 / シフト勤務 / ストレス / 事象関連深部脳活動法 / 事象関連電位 / 血糖値 / 覚醒 / 交感神経亢進 / 心拍数 / 途中覚醒 / ノルアドレナリン / 炎症 / 鉄代謝 / 酸化ストレス / 免疫システム / サイトカイン / 免疫グロブリン / 睡眠 / 認知機能障害 / 深部脳活動 / 背側前部帯状回 / 脱賦活 / ネットワークダイナミクス / 外発性随意運動 / 反応抑制 / 血糖値スパイク / 事象関連深部脳活動 / 持続的注意機能 / フレミンガムリスクスコア / 連続血糖値モニタリング / 糖新生 / 認知神経科学 / 脳機能計測 / 栄養免疫学 / 人間環境科学 / 予防医学

【研究成果の概要】

認知課題遂行中の深部脳活動のダイナミクスを明らかにするため、我々は脳波による事象関連深部脳活動法及び事象関連電位法を採用しました。刺激競合課題遂行において、学習記憶を参照する反射的認知処理を初めて見出しました。さらに外部リズムへの同期課題では、単調な等間隔リズムに対しては眠気が誘発されるが、逸脱刺激への同期動作が覚醒と相関するサリエンスネットワークを起動し、認知機能の維持に貢献し得ることを見出しました。こうした認知処理の特徴は、深夜の低覚醒・低血糖状態で高次認知機能維持に資する可能性を示唆しました。

【研究の社会的意義】

従来、認知処理のプロセスを議論する上で課題遂行時の習熟効果は極力排除されてきました。しかし、本研究により、競合解消の必要のある課題において課題遂行時の学習記憶が正しい認知処理に重要であることが初めて示唆されました。この結果により、十分な学習を行うことにより、低覚醒・低血糖の極限状態でも高いエネルギー代謝の必要な高次認知機能を維持できる可能性が示唆されました。本研究の成果は、医療従事者のシフト勤務において重篤疾患リスクを高める高エネルギー代謝を回避しながら高次認知機能を維持する方法論の確立に資する点で学術的意義はもとより社会的意義は大きいと考えられます。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】体育学

【研究領域課題番号】14208005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

運動処方 / ストレス / メンタルヘルス / 自律神経機能 / PET / 大脳皮質運動野 / 骨格筋 / 疲労 / 脳 / 糖 / 最大酸素摂取量 / 乳酸 / 情動 / 脳活動 / エネルギー代謝 / 遊離脂肪酸 / 扁桃体 / 橋網様体 / 随意運動 / 大脳基底核 / 視床 / 大脳辺縁系 / 精神活動 / 循環機能 / 脳波 / 心拍数 / 血圧 / 血流量

【研究成果の概要】

本研究では、運動が慢性ストレス症候群の生理機能に及ぼす影響を自律神経機能、呼吸循環系、脳機能の応答を指標として検討し、メンタルヘルス改善のための運動処方プログラムの開発を行うための基礎的資料を得ることを目的とした。呼吸循環系の研究では、中高齢者に対するコンバインドトレーニングすなわち有酸素性及び無酸素性トレーニングの実施がメンタルストレス、体力、頸動脈循環、生活習慣病の危険因子に及ぼす影響を明らかにし、高齢者のストレス、Quality of Life(QOL)、体力を維持・強化する運動の方法を検討することを目的とした。その結果、1)うつ尺度は習慣的な運動の実施により低下する傾向にあったがその変化は有意ではなかった。2)脚の筋力の指標である脚伸展パワーが約20%増加した。3)エネルギー代謝に関連する脚の血流量が約35%増加した。4)脳の血流量を示す頚動脈血流量が有意に約20%増加した。以上の結果から、複雑な運動模倣タスク、等尺性筋力トレーニング、水中での動的運動で構成される6ヶ月間のコンバインドトレーニングによって、筋力、脚血流、脳血流が増加することが示唆された。脳の生理的変化を検討した研究の結果、運動時には安静時に比べ、運動野、補足運動野、小脳、大脳基底核に有意な脳活動の上昇が認められた。実験室内での単純な自転車運動時でも記憶や動機付け、情動に深く関与する大脳基底核に活性が認められた。また、脳活動と末梢血中の基質濃度変化に相関が認められ、基質が間接的に運動時・後に起こる情動の変化に関与する可能性が示された。橋網様体の活動と運動時の乳酸濃度との間に有意な正の相関が認められた。扁桃体の活動がFFA濃度の増加と負の相関を示したことは、運動が情動を改善する一因になる可能性を示唆している。本結果は、身体運動が慢性ストレスに対する防御に有効な対策であることを示唆している。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2005

【配分額】47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)